Korduvgigahertsiüksikute värvide ja kujunditega impulsid avavad ülikiire pildistamise ja lasertöötluse uue potentsiaali.
Tokyo ülikooli ja Jaapani Saitama ülikooli teadlaste meeskond on välja töötanud uuendusliku optilise tehnika, mida nimetatakse "spektrisüstikuks". See tehnika võib samaaegselt genereerida GHz impulsside purskeid ja moodustada nende ruumiprofiile.
Väga korduvate impulsside genereerimine ja kujundamine annab palju lubadusi mitmesuguste rakenduste jaoks, sealhulgas kiire fotograafia, lasertöötlus ja akustiliste lainete genereerimine. Gigahertsi (GHz) impulsid intervalliga ~0,01 ~ ~10 nanosekundit on eriti väärtuslikud ülikiirete nähtuste visualiseerimiseks ja lasertöötluse efektiivsuse parandamiseks.
Praegu, kuigi tööstuses on saadaval meetodid GHz impulsside tekitamiseks, on endiselt probleeme, nagu impulsienergia ebatõhus väljund, impulsi intervallide halb häälestatavus ja olemasolevate süsteemide keerukus. Lisaks on ruumilise valguse modulaatorite ebapiisava reaktsiooni tõttu piiratud iga GHz katkendimpulsi ruumiprofiili kujundamine.
Nende probleemide lahendamiseks töötas ülalmainitud uurimisrühm välja uue skeemi.
Lähenemisviis seisneb ultralühikeste impulsside horisontaalses hajutamises läbi difraktsioonvõre, kasutades paralleelpeegleid, et eraldada impulsid ruumiliselt erinevateks lainepikkusteks. Neid vertikaalselt joondatud impulsse saab ruumilise valguse modulaatori abil individuaalselt ruumiliselt moduleerida. Saadud moduleeritud impulsid, mille GHz vahemikus on erinev ajaline viivitus, tekitavad spektraalselt eraldatud GHz impulsside purskeid, millest igaühel on ruumiprofiilis ainulaadne kuju.
Väidetavalt genereerib meetod edukalt GHz-i katkestusimpulsse diskreetsete lainepikkuse ja ajaintervalli variatsioonidega. See näitab ruumiprofiilide moodustumist, sealhulgas positsioonide nihkeid ja piikide jagunemist. Meetodi rakendamine ülikiirele spektraalkujutisele näitab selle võimet tabada samaaegselt erinevate lainepikkuste ribade dünaamikat.
Meetod hõlbustab ülikiiret pildistamist sub-nanosekundi kuni nanosekundi ajaskaalal, võimaldades analüüsida kiireid, mittekorduvaid nähtusi. Selle potentsiaalsed rakendused hõlmavad tundmatute ülikiirete nähtuste paljastamist ja kiirete füüsikaliste protsesside jälgimist tööstuskeskkonnas. Võimalus GHz impulsse individuaalselt kujundada on üsna paljutõotav ka täppislasertöötluses ja laserteraapias.
Nimelt on meeskonna uuenduslik lähenemine toonud kaasa kompaktse disaini ja parema kaasaskantavuse, muutes selle sobivaks kasutamiseks teadusuuringute rajatistes ja mitmesugustes tööstustehnoloogiates.
Keitaro Shimada, Ph.D. kandidaat bioinseneri osakonnasTokyo ülikool, ütles: "Meie ainulaadne optiline struktuur võimaldab manipuleerida ülilühikeste impulssidega kolmemõõtmelise optilise tee abil, mille tulemuseks on GHz-i puhangute enneolematu ruumiline manipuleerimine."
Ta lisas: "Spektri ümberpaigutamine pakub laias valikus GHz katkestusimpulsse intervallidega 10 pikosekundist 10 nanosekundini. Usun, et meie tehnoloogial põhinevad rakendused mitmesugustele sihtmärkidele, sealhulgas plasmale, metallidele ja rakkudele, kiirendavad teaduslikke avastusi. ning tehnoloogilised uuendused tööstuses ja meditsiinis."
See uuenduslik tehnoloogia avab tee ülikiire pildistamise edendamiseks, mõjutades teadusuuringuid ja tööstuslikke rakendusi. Selle võime samaaegselt genereerida ja moodustada GHz impulsside purskeid on mitmekülgne tööriist kiirete nähtuste uurimiseks ja laseripõhiste protsesside täiustamiseks.
